MIT Tech Review: コバルトフリーな5V級高電位正極のリチウムイオン電池＝東芝

フラッシュ2023年11月30日

気候変動／エネルギー
コバルトフリーな5V級高電位正極のリチウムイオン電池＝東芝
by MITテクノロジーレビュー編集部 [MIT Technology Review Japan]

東芝は、コバルトフリーな5ボルト（V）級高電位正極材料を用いて、副反応として生じるガスを大幅に抑制可能な、新たなリチウムイオン二次電池を開発した。5V級高電位正極は、電解液の分解によってガスが発生することが実用上の課題であったが、電極の構成部材を改良することにより、従来型の電解液を使用しながらも副反応を大幅に低減できた。

同社は今回、高電位正極の表面で電解液が分解されてガスが発生することや、正極材料に含まれる金属が溶出して負極表面でガス発生を促進するメカニズムを発見。正極の粒子表面を改質して電解液との反応を抑制する技術に加え、負極表面で溶出イオンを無害化する技術を開発した。この技術により、一般的に広く使用されている電解液を使ってもガスの抑制が可能になるという。

東芝はさらに、同技術を用いた正極とニオブチタン酸化物（NTO： Niobium Titanium Oxide）負極を組み合わせたリチウムイオン電池（ラミネート型）を試作。3V以上の高電圧、5分間で80％の急速充電性能、高いパワー性能に加えて、60℃の高温下でも優れた寿命特性を実証した。

多くの正極材料で使われているコバルトは、生産国の偏りによるサプライチェーンやコストの安定性、採掘現場の労働環境の改善などが課題とされている。コバルトを使わない今回のリチウムイオン電池は、小型で高電圧が必要な産業用途から、将来的に電気自動車などの大型用途に至るまで、幅広いアプリケーションへの適用が期待される。同社は、2028年の実用化を目指すとしている。

（中條）
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